Hersteller von Dekanterzentrifugen für die Verarbeitung von pflanzlichen Proteinen und Stärke aus China – Shenzhou
Dekanterzentrifuge zur Verarbeitung von pflanzlichen Proteinen und Stärke
Die jahrzehntelange Erfahrung im Bereich der Zentrifugaltrenntechnik für die Verarbeitung von pflanzlichen Proteinen und Stärke, intensive Forschung und Entwicklung sowie die damit verbundene Innovationskraft der Shenzhou-Dekanterzentrifuge garantieren den Kunden des Unternehmens weltweit den technischen Vorsprung, der für den Erfolg auf den globalen Märkten unerlässlich ist. Eine zuverlässige Dekanterzentrifuge ist nur dann wirklich gut, wenn sie alle Anforderungen an individuelle und kundenorientierte Lösungen im Bereich der Verfahrenstechnik erfüllt. Dekanterzentrifugen werden häufig zur Extraktion, Konzentration, Rückgewinnung und zum Waschen von Proteinen und Stärke eingesetzt. Zu den potenziellen Ausgangsmaterialien gehören unter anderem Gelberbsen, Ackerbohnen, Mungbohnen, Kichererbsen, Linsen, Soja, Lupinen, Luzerne und Weizen.
In der Proteinproduktion werden Shenzhou-Dekanterzentrifugen zur Extraktion, Konzentrierung und Waschung der Proteine eingesetzt. Ausgereifte Antriebssysteme gewährleisten einen hohen Trockensubstanzgehalt. Der von River entwickelte Spezialantrieb ermöglicht die stufenlose Anpassung der Differenzdrehzahl an das zu trennende Proteinvolumen. Nur so lassen sich maximale Entwässerungsraten erzielen. Mithilfe eines verstellbaren Rührwerks kann die Eintauchtiefe des Dekanters im laufenden Betrieb angepasst werden. Dadurch werden Maschinenstillstandszeiten vollständig vermieden. Die problemlose, optimale Einstellung der Eintauchtiefe vergrößert zudem die relative Klärfläche, sodass selbst kleinste Partikel zuverlässig abgetrennt werden.
Ein Herstellungsverfahren für pflanzliche Proteine umfasst im Wesentlichen die Proteinextraktion, -reinigung und -trocknung, unabhängig davon, ob ein Konzentrat oder ein Isolat hergestellt wird. Das Verfahren beinhaltet auch die Weiterverarbeitung von Nebenprodukten wie Ballaststoffen, Stärke und löslichen Bestandteilen aus dem Abwasser. CIP-Reinigung (Clean-in-Place) und Automatisierung vervollständigen die Anlage und gewährleisten eine zuverlässige und hygienische Produktion pflanzlicher Proteinzutaten für Lebens- und Futtermittel.
Als Ausgangsmaterial für die Proteinextraktion dient häufig Mehl – gewonnen aus Bohnen oder Samen durch Schälen, Mahlen und Sieben –, das anschließend in einem vordefinierten Verhältnis mit Wasser vermischt wird, um ein optimales Verhältnis zwischen Kosteneffizienz, Proteinreinheit und -ausbeute zu erzielen. Der pH-Wert der Mischung wird je nach gewünschtem Endprodukt im sauren oder alkalischen Bereich eingestellt.
Proteinkonzentrat-Extraktion
Die Flüssigextraktion eines Proteinkonzentrats beginnt mit der Proteinkoagulation und der anschließenden Abtrennung der ausgefällten Proteine und unlöslichen Ballaststoffe mittels eines Shenzhen-Dekanters. Die Koagulation erfolgt bei einem pH-Wert nahe dem isoelektrischen Punkt oder bei erhöhten Temperaturen. Die gesammelte feste Phase wird anschließend je nach Produktart und Verwendungszweck des Proteinkonzentrats entweder in einem Ringtrockner oder einem Sprühtrockner getrocknet. Dieses Verfahren liefert pflanzliche Konzentrate mit einem Proteingehalt von mindestens 50 %.
Proteinisolat-Extraktion
Proteinextraktion in Lauge
Unter alkalischen Extraktionsbedingungen löst sich die Proteinfraktion überwiegend im wässrigen Extrakt; dies ist der erste Schritt bei der Herstellung eines pflanzlichen Isolats.
Proteinfällung und -reinigung
Die aus der alkalischen Extraktion gewonnene wässrige Phase enthält den Großteil der gelösten Proteine; diese werden anschließend aus der wässrigen Phase ausgefällt und in einer Dekanterzentrifuge abgetrennt. Die aus dem Dekanter austretende wässrige Phase – die Molkefraktion – besteht hauptsächlich aus Salzen und löslichen Kohlenhydraten.
Die im Dekanter verbleibende feste Phase wird als Proteinquark bezeichnet. Dieser wird verdünnt, der pH-Wert angepasst und einer Wärmebehandlung unterzogen, bevor die daraus isolierten Proteine zu Proteinisolatpulver sprühgetrocknet werden. Durch zusätzliches Waschen in einer Scheibenzentrifuge lässt sich eine noch höhere Reinheit des Proteinisolats erzielen.
Stärke wird überwiegend aus stärkereichen Pflanzen wie Weizen, Kartoffeln, Mais, Reis, Erbsen und Tapioka gewonnen. Sie dient Pflanzen als Energiespeicher und ist ein Polysaccharid aus Glucoseeinheiten. Je nach botanischer Herkunft können Stärkekörner, Korngrößenverteilung und molekulare Zusammensetzung variieren.
Das bei der Extraktion entstehende Produkt wird als native Stärke bezeichnet. Diese wird sowohl in ihrer ursprünglichen Form als auch als modifizierte Stärke verwendet oder weiter zu verschiedenen Süßungsmitteln verarbeitet und findet Anwendung in einer Vielzahl von Fermentationsprozessen.
Unabhängig von der jeweiligen Nutzpflanze, aus der die Stärke gewonnen werden soll, sind die Produktionsprozesse im Wesentlichen gleich. Sie basieren alle auf der Zerkleinerung des Rohmaterials (Mahlen) und der anschließenden mechanischen Trennung der verschiedenen Bestandteile. Getreide wie Mais und Weizen werden gemahlen, während Knollen/Wurzeln wie Kartoffeln und Maniok mit Raspeln zerkleinert werden. Die anschließende Trennung der Bestandteile erfolgt entweder anhand ihrer unterschiedlichen Größe – mittels Sieben oder Filtern – oder anhand ihres unterschiedlichen Gewichts – durch Schwerkraft in Zentrifugalseparatoren (Dekanterzentrifugen, Düsenzentrifugen oder Hydrozyklonen).
Die Shenzhou-Dekanterzentrifuge wird zur Extraktion verwendet:
Stärke (modifiziert, verzuckert, enzymatisch umgewandelt)
A- und B-Stärke, Gluten, Fruchtfleisch, Reiben, Kleie
Zweiphasentrennung
Die zweiphasige Shenzhou-Dekanterzentrifuge dient der Fest-Flüssig-Trennung. Die Trennung erfolgt über die gesamte Länge des zylindrischen Trommelteils, der mit einer konzentrischen Förderschnecke ausgestattet ist. Das Produkt wird über ein Einlaufrohr in die Trommel geführt und durch die Förderschnecke gleichmäßig beschleunigt. Die Zentrifugalkräfte bewirken eine sofortige Sedimentation der Feststoffe an der Trommelwand. Die geklärte Flüssigkeit verlässt die Trommel durch natürliche Schwerkraft, fließt über ein verstellbares Überlaufwehr in das Gehäuse. Alternativ ist auch eine Druckausleitung (mittels Zentripetalpumpe) möglich, wodurch die Flüssigkeit direkt, kontaktlos und schaumfrei abgeführt werden kann. Die Förderschnecke rotiert in der Trommel in die gleiche Richtung, jedoch mit einer leicht abweichenden Geschwindigkeit. Diese Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Trommel und Förderschnecke lässt sich manuell oder automatisch einstellen. Durch diese Geschwindigkeitsdifferenz werden die Feststoffe zum konischen Ende transportiert, wo sie von der Flüssigkeit abgetrennt werden. Die Feststoffe werden vor dem Abführen über den Feststoffauslass abgetropft.
Technische Parameter des 2-Phasen-Dekanters:
Dreiphasentrennung
Die 3-Phasen-Dekanterzentrifuge Shenzhou dient der Trennung von Rohmaterialien in drei Phasen: leichte Flüssigkeit, schwere Flüssigkeit und Feststoffe. Das Rohmaterial wird über ein Einlaufrohr in die Trommel geführt und dort gleichmäßig beschleunigt. Die Trennung erfolgt in einer horizontalen, zylindrischen Trommel mit Förderschnecke. Die Zentrifugalkraft bewirkt die sofortige Sedimentation der Feststoffe an der Trommelwand. Die Förderschnecke rotiert in die gleiche Richtung wie die Trommel, jedoch mit einer anderen Geschwindigkeit, und transportiert die Feststoffe zum konischen Ende.
Da die leichtere Flüssigkeit im Inneren fließt, bewegen sich die Feststoffe zum äußeren Rand, während die schwerere Flüssigkeit in der Mitte verbleibt. Die Trennung erfolgt entlang der gesamten Länge des zylindrischen Teils der Trommel. Die beiden flüssigen Phasen werden entweder durch Schwerkraft oder unter Druck mittels einer Zentripetalpumpe in Sammelbehälter abgeleitet.
Technische Parameter des 3-Phasen-Dekanters:
